Приложение D Координация между выключателями и автономными плавкими предохранителями, соединенными в одной цепи

D.1 Введение.
Чтобы обеспечить координацию между выключателями и плавкими предохранителями, необходимо рассмотреть их характеристики (см. рисунок D.1).
Если выключатель имеет максимальные расцепители тока с регулируемой уставкой, следует соотносить время отключения с конкретной уставкой.
Относительно плавких предохранителей следует ссылаться на соответствующую часть публикации МЭК 60269 [1].
Наложение друг на друга рабочих характеристик двух аппаратов, для каждого из которых на оси абсцисс обозначается ожидаемый ток, неточно, если имеется в виду поведение этих аппаратов, соединенных последовательно, поскольку не всегда можно пренебречь полным их сопротивлением; это рекомендуется учитывать. При высоких сверхтоках рекомендуется сопоставить не длительность, а значения I²t.
Выключатели часто соединяют последовательно с автономными плавкими предохранителями по причине выбранного метода распределения энергии в системе или недостаточной наибольшей отключающей способности самого выключателя для предполагаемого применения. Плавкие предохранители можно устанавливать вдали от выключателя. Один или несколько плавких предохранителей могут защищать главный фидер, питающий несколько выключателей или один автономный выключатель.
Как правило, в такой комбинации плавкие предохранители располагают на входной стороне выключателя. Однако специальные инструкции по монтажу могут предписывать их установку со стороны нагрузки выключателя. Проблемы координации в обоих случаях одинаковы.
От потребителя или компетентной службы может потребоваться чисто теоретически принимать решение, как лучше обеспечить оптимальный уровень координации. Настоящее приложение призвано помочь в принятии такого решения и показать, какого характера информацию должен изготовитель выключателей предоставить потенциальному потребителю.
Термин «координация» подразумевает как избирательность (т. е. селективность срабатывания) так и резервную защиту.
Ориентировочно излагаются также требования к испытаниям, если такие испытания считают существенными для предполагаемого применения. Но в подавляющем большинстве случаев дорогостоящие и сложные испытания не нужны. Это относится к самым разнообразным областям применения, например, когда ожидаемый ток короткого замыкания ниже номинальной наибольшей отключающей способности одного выключателя или незначительно ее превышает.
Это приложение можно использовать для руководства по координации выключателей с другими защитными аппаратами, помимо плавких предохранителей.

D.2 Область распространения и цель.
Настоящее приложение служит инструкцией по координации выключателей с автономными плавкими предохранителями, соединенными в одной цепи.
Цель настоящего приложения заключается в установлении:
 — общих требований по координации выключателя с одним или несколькими плавкими предохранителями;
 — методики испытаний (если требуется), предназначенных для проверки соблюдения условий координации.

D.3 Общие требования к координации автоматических выключателей с одним или несколькими плавкими предохранителями, соединенными с ним.
D.3.1 Общие положения.
В идеальных условиях координация должна осуществляться так, чтобы при всех значениях сверхтока вплоть до предела номинальной отключающей способности выключателя срабатывал только этот выключатель.
На практике действительны такие соображения:
а). если ожидаемый аварийный ток в месте установки ниже номинальной отключающей способности выключателя, можно предположить, что один или несколько плавких предохранителей предусматривается в цепи по причинам, не связанным с резервной защитой; если же ток координации I_в (см. 3.5.14.2) слишком низкий, возможна опасность потери селективности (т. е. селективного срабатывания);
 б). если ожидаемый аварийный ток в месте установки превышает номинальную отключающую способность выключателя, один или несколько плавких предохранителей следует выбирать с таким расчетом, чтобы обеспечить соответствие требованиям D.3.2 и D.3.3.

D.3.2 Ток координации I_в не должен превышать номинальной отключающей способности самого выключателя.
D.3.3 Поведение выключателя в комбинации с плавкими предохранителями.
При любых значениях сверхтока вплоть до отключающей способности, установленной для комбинации:
 — во время замыкания автоматического выключателя и отключения тока комбинацией не должны возникать внешние проявления (такие как выброс пламени), распространяющиеся за пределы, указанные изготовителем;
 — недопустимы перекрытия между полюсами либо между полюсами и корпусом или сваривания контактов.
См. также D.5.2 и D.5.3.

D.4 Тип и характеристики плавких предохранителей, входящих в комбинацию.
По запросу изготовитель выключателей должен указать тип и характеристики плавких предохранителей согласно ГОСТ Р 50339.0 и ГОСТ Р 50339.3, предписанных для использования с этим выключателем, и максимальный ожидаемый ток короткого замыкания, на который рассчитана эта комбинация при указанном номинальном рабочем напряжении.
По возможности плавкие предохранители следует помещать на входной стороне выключателя. Если плавкие предохранители находятся на выходной стороне, важно так спроектировать соединения между выключателем и плавкими предохранителями, чтобы свести к минимуму опасность короткого замыкания.

D.5 Методика проверки координации.
D.5.1 Определение тока координации.
Соответствие требованиям D.3.2 проверяют путем сопоставления рабочих характеристик выключателя и плавкого предохранителя.
Если выключатель оснащен максимальными расцепителями тока с регулируемой уставкой (см. 1.12), надлежащие рабочие характеристики должны соответствовать минимальной токовой уставке.

D.5.2 Проверка поведения комбинации выключатель — плавкий предохранитель (в условиях короткого замыкания).
а). Соответствие требованиям D.3.3 можно проверить только испытаниями по D.5.3. В этом случае все условия испытания должны определяться 9.12, с установкой регулируемых сопротивлений и катушек индуктивности со стороны комбинации.
 б). в некоторых практических случаях может оказаться достаточно сравнить рабочие характеристики выключателя и плавкого предохранителя, построенные в одинаковых масштабах, уделив особое внимание:
 — значениям I²t выключателя и плавкого предохранителя во время отключения тока;
 — влиянию на выключатель (например, энергии дуги, максимального пикового тока и т. п.) при пиковом токе отсечки плавкого предохранителя.
Пригодность данной комбинации можно оценить путем рассмотрения максимальной рабочей характеристики I²t плавкого предохранителя в диапазоне от номинальной наибольшей отключающей способности выключателя до ожидаемого тока короткого замыкания в предполагаемой области применения, но не за пределами наибольшей отключающей способности комбинации. Это значение не должно превосходить максимального значения I²t выключателя при его номинальной отключающей способности или другом предельном значении, указанном изготовителем.

D.5.3 Ток для проверки координации по току в условиях короткого замыкания.
Испытание на короткое замыкание проводят при максимальном ожидаемом токе для данной области применения. Он не должен превышать максимального ожидаемого тока короткого замыкания, установленного изготовителем для комбинации.
Кроме того, если I_в близок к номинальной предельной отключающей способности (I_cn) выключателя, например превышает 80% I_cn, необходима дополнительная серия испытаний при ожидаемом токе, равном 120% I_cn. По крайней мере один из плавких предохранителей должен сработать.
Таким дополнительным испытаниям может быть подвергнут новый и чистый выключатель по просьбе изготовителя.
Если испытания проводят согласно D.5.2, следует выполнить испытание СО по 9.12.11.4.3 и 9.12.12.2

D.5.4 Требуемые результаты.
См. D.3.3.

I — ожидаемый ток короткого замыкания;
I_cn — номинальная наибольшая отключающая способность;
I_s — предельный ток селективности;
I_в — ток координации;
А — минимальная преддуговая характеристика предохранителя;
В — максимальная рабочая характеристика предохранителя;
С — максимальная время-токовая характеристика и характеристика I²t автоматического выключателя.
Рисунок D.1 — Время-токовая характеристика и характеристика I²t